ADAMS与Matlab联合仿真例子全解.doc

ADAMS/Controls使用实例 本实例以MATLAB作为外部控制程序，以偏心连杆模型为例，讲解ADAMS与MATLAB的联合仿真过程。主要包括创建机械系统模型、模型参数设置、建立MATLAB控制模型以及结果后处理四个步骤。机械模型建立、模型参数设置这两步为了导出一个可在MATLAB软件Simulink中使用的模块，这个模块包含了所建立ADAMS模型的信息参数，并有输入输出接口。利用这个模块在MALTAB中建立控制系统，就可以控制ADAMS模型，在仿真结束后，可以直接在MATLAB中得到所需的数据结果进行后处理。 偏心连杆的形心与大地以铰链相连，连杆可以绕着铰链转动。连杆右端连接有一个小球，由于小球的存在，使整个机构的质心与形心不重合，若在连杆左端没有力矩作用，连杆将做顺时针运动。本例通过测量连杆运动的角速度、角度，对左端力矩的大小进行不断控制，最终使连杆相对平衡，即其角速度为零。 图7-22 偏心连杆模型 以下将详细介绍联合仿真的详细步骤。通过本实例的学习，能够详细了解ADAMS软件与MATLAB联合控制的使用方法。 7.2.1 创建机械系统模型 1、设置单位 启动ADAMS/View，选择新模型，在模型名输入MODEL_1。选择菜单栏【Settings】→【Units】命令，设置模型物理量单位，将单位设置成MMKS，长度和力的单位设置成毫米和牛顿，如图7-23所示： 图7-23设置模型物理量单位 2、创建连杆 单击几何工具包中的连杆按钮，将连杆参数设置为Length=400，Width=20，Depth=20，然后在图形区水平拖动鼠标，创建一个连杆，如图7-24。 图7-24创建连杆 3、创建旋转副 单击运动副工具包中的旋转副按钮，将旋转副的参数设置为1 Location和Normal to gird，单击连杆质心处的Marker点，将连杆和大地关联起来，如图7-25所示。 图7-25创建旋转副 4、创建球体 单击几何工具包中的球体按钮，将球体的选项设置为Add to Part，半径设置为20，然后在图形区单击连杆，再单击连杆右侧处的Marker点，将球体加入到连杆上，如图7-26所示。此时连杆的质心产生了移动。 图7-26创建球体 5、创建单分量力矩 单击载荷工具包中的单分量力矩按钮，将单分量力矩的选项设置为Space Fixed和Normal to Grid，将Characteristic设置为Constant，勾选Torque并输入0，然后在图形区单击连杆，再单击连杆左侧的Marker点，在连杆上创建一个单分量力矩，如图7-27所示。 图7-27创建单分量力矩 至此，偏心连杆模型已经建好。 7.2.2 模型参数设置 1、创建输入状态变量 单击菜单【Build】→【System Elements】→【State Variable】→【New】，弹出创建状态变量对话框。如图7-28，将Name输入框改成. MODEL_1.Torque（ MODEL_1为文件名，Torque为变量名）。单击OK按钮后创建状态变量Torque作为输入变量。 图7-28创建输入变量Torque 3、将状态变量与模型关联 在图形区双击单分量力矩的图标，打开编辑对话框，如图7-28所示，在Function输入框中输入VARVAL(.MODEL_1.Torque) ，这里VARVAL（）是一个ADAMS函数，它返回变量.MODEL_1.Torque的值。通过函数把状态变量Torque与力矩关联起来，力矩取值将来自于状态变量Torque。 图7-28 编辑单分量力矩对话框 4、指定状态变量Torque为输入变量 单击菜单【Build】→【Controls Toolkit】→【Plant Input】后，弹出定义控制输入对话框，如图7-29所示。将Plant Input Name 输入框改成.MODEL_1.PINPUT_Torque, 在Variable Name输入框中，用鼠标右键快捷菜单输入状态变量.MODEL_1.Torque,单击OK按钮。 图7-29 定义控制输入对话框 5、创建输出状态变量 单击菜单【Build】→【System Elements】→【State Variable】→【New】，弹出创建状态变量对话框。如图7-30所示，将Name输入框修改成.MODEL_1. Angle，在F(time,…)=输入框中输入表达式AZ(MARKER_3,MARKER_4)*180/PI，单击Apply按钮创建状态变量Angle作为第一个输出变量